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Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH-Berlin 14.05.2003
EMC45-Parallel-I/O 1
EMC: Parallel-I/O Folie: 1 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
PIO-Karte für den PC
Aufbau einer einfachen PC-Interface-Kartemit dem Portbaustein 8255
EMC: Parallel-I/O Folie: 2 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
Centronics-Schnittstelle1
Dieser Baustein kontrolliert die Ein- und Ausgabe über die parallele Schnittstelle.• Centronics-Schnittstelle
36-poliger Stecker, 18 Signalleitungen, 18 Masseleitungen• IBM-Schnittstelle
25-poliger Stecker, 18 Signalleitungen, 7 Masseleitungen
Maximale Kabellänge: 5 mUrsprünglich nur für die Druckausgabe entwickelt (unidirektional), wird die paralleleSchnittstelle heute auch zur bidirektionalen Kommunikation benutzt.(IEEE 1284)
Bsp.: Scanner, ZIP-Laufwerk, Kopplung zweier Computer
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EMC45-Parallel-I/O 2
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Centronics-Schnittstelle2
36-pol. Canon-Steckverbindung
25-pol. AMP-Steckverbindung (female)
Anschlußbuchsen derCentronics-Schnittstelle
Timing-Diagramm der Centronics-Schnittstellemit Dreidraht-Handshake
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Centronics-Schnittstelle3
Pin-Belegung der IBM- und der Centronics Schnittstelle Signale und ihre Bedeutungen
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EMC45-Parallel-I/O 3
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Centronics-Schnittstelle4
Blockdiagramm der Centronics Schnittstelle
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Centronics-Schnittstelle5
BIOS-Datenbereich für die parallele Schnittstelle
Adresse Größe Aufbau Inhalt Bedeutung 76543210 40:08 Wort Basisadresse LPT1 z.B. Eintrag = 78 03 40:0A Wort Basisadresse LPT2 z.B. Eintrag = 78 02 40:0C Wort Basisadresse LPT3 z.B. Eintrag = BC 03 40:0E Wort Basisadresse LPT4 Nur PC/XT (z.B. Eintrag = BC 02) 40:11 Byte xx . . . . . . installierte Hardware Zahl der parallelen Schnittstellen
(00=0, 01=1, 10=2, 11=3)
40:78 Wort z.B. 14H Zeitüberschreitung LPT1 Time-out-Wert in Sekunden (z.B. 20s) 40:79 Wort z.B. 14H Zeitüberschreitung LPT2 Time-out-Wert in Sekunden (z.B. 20s) 40:7A Wort z.B. 14H Zeitüberschreitung LPT3 Time-out-Wert in Sekunden (z.B. 20s) 40:7B Wort z.B. 14H Zeitüberschreitung LPT4 Time-out-Wert in Sekunden (z.B. 20s)
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EMC45-Parallel-I/O 4
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Centronics-Schnittstelle6
Pin-Nummer-- -- -- 17 15 16 14 1
Direction (0: Datenbits als Ausgang nutzbar)
Steuerregister (Basisadresse + 2)bidirektional
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
keineBedeutung(meist 1)
Strobe (1: Daten sind gültig)Auto Feed (1: Line Feed ausführen)
Reset (0: Init)Select In (1: Online schalten)
Interrupt-Anforderung (1: Interrupterzeugung freigegeben)Der Pegel auf der Leitung ist gegenüberdem Registerinhalt invertiert
Register-Datenbits
Datenregister (Basisadresse + 0)bidirektional
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
Register-DatenbitsDatenleitung
9 8 7 6 5 4 3 2 Pin-Nummer
11 10 12 13 15 -- -- -- Pin-Nummer
Statusregister (Basisadresse + 1)nur lesen
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0keine Bedeutung (meist 1)
Error (0: Störung)Select (1: Online; 0: Offline)
Paper Out (1: kein Papier)Acknowledge (0: Daten übernommen)
Busy (0: nicht empfangsbereit)
Register-Datenbits
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Centronics-Schnittstelle7
Belegung des Status- und Steuerregisters
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EMC45-Parallel-I/O 5
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Standard IEEE-1284Betriebsarten
CompatibleStandardisierte Centronics Schnittstelle, max. 150 kByte/s, wird teilweise auch SPP (StandardPrinter Port) genannt, wie beispielsweise im BIOS-Setup.NibbleDefiniert die Mindestanforderungen an ein IEEE-1284 kompatibles Gerät. Lediglich vier Leitungensind als Rückkanal definiert. Max. 50 kByte/sByteWurde bereits bei der Micro-Channel-Architektur (PS/2) standardmäßig verwendet. Die Datenwerden im Gegensatz zum Nibble Mode byteweise über das Datenregister (Basisadresse)ausgetauscht. Bidirektional.EPP (Enhanced Parallel Port)Wurde von den Firmen Intel, Xircom und Zenith entwickelt und ist die gebräuchlichste IEEE-1284Implementierung. Es können bidirektional sowohl Daten als auch Adressen (max. 256) übertragenwerden. Die Übertragungsbreite beträgt maximal 2 Mbyte/s bei einer typischen Kabellänge von 5m.ECP (Extended Capability Mode Port)Wurde durch eine Microsoft- und Hewlett-Packard Initiative in IEEE-1284 implementiert. Der ECPunterstützt eine einfache Datenkomprimierung nach RLE (Run Length Encodes). Besitzt einen16kByte großen FIFO mit DMA- und Interrupt-Fähigkeit. Die maximale Datenübertragungsrate liegtbei 2MByte/s. Bidirektional sowohl für Daten als auch für Kommandos.
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Enhanced Parallel Port (EPP)
Enhanced Parallel Port Data Write Cycle Enhanced Parallel Port Address Write Cycle
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EMC45-Parallel-I/O 6
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Basisboard für den ADNP
Advanced DIL/NetPC (ADNP)
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Parallel-I/O (ADNP)
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EMC45-Parallel-I/O 7
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82C55ABlockdiagramm
Siehe hierzu auchdas Datenblatt zum 8255 auf meiner Homepage
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82C55APinouts
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EMC45-Parallel-I/O 8
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82C55AGrundoperationen
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82C55AMode-Definitionen
Mode-Format Definition
Bit Set/Reset Format
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EMC45-Parallel-I/O 9
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82C55AMode 0 Port Definition
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82C55AMode 0: Basic Input und Basic Output
Mode 0 (Basic Input)
Mode 0 (Basic Output)
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EMC45-Parallel-I/O 10
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82C55AMode 0: Konfigurationen1
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82C55AMode 0: Konfigurationen2
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EMC45-Parallel-I/O 11
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82C55AMode 0: Konfigurationen3
EMC: Parallel-I/O Folie: 22 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
82C55AMode 0: Konfigurationen4
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EMC45-Parallel-I/O 12
EMC: Parallel-I/O Folie: 23 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
82C55AMode 1: Operating Modes1
Input
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82C55AMode 1: Operating Modes2
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EMC45-Parallel-I/O 13
EMC: Parallel-I/O Folie: 25 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
82C55AMode 1: Operating Modes3
Output
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82C55AMode 1: Operating Modes4
Strobed Output
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EMC45-Parallel-I/O 14
EMC: Parallel-I/O Folie: 27 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
82C55AMode 1: Operating Modes5
Kombinationen
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82C55AMode 2: Operating Modes1
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EMC45-Parallel-I/O 15
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82C55AMode 2: Operating Modes2 Bidirektional
Timing Diagramm Mode 2
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82C55AMode 2: Operating Modes3
Kombinationen
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EMC45-Parallel-I/O 16
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82C55AÜbersichtstabelle der Betriebsartendefinition
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82C55AZusammenfassung: Mode 1 und Mode 2
Status Wort Format Mode 2
Interrupt Enable Flags in Mode 1 und Mode 2
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EMC45-Parallel-I/O 17
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82C55AApplikationsbeispiele1
Printer Interface
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Beispiel: Interface für die Druckerschnittstelle
Schaltplan derInterfaceschaltung
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EMC45-Parallel-I/O 18
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82C55AApplikationsbeispiele2
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EMC: Parallel-I/O Folie: 36 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
82C55AApplikationsbeispiele3
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EMC45-Parallel-I/O 19
EMC: Parallel-I/O Folie: 37 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
82C55AApplikationsbeispiele4
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82C55AApplikationsbeispiele5
Parallel-I/O-Erweiterung für den DIL/NetPC
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EMC45-Parallel-I/O 20
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Anwendungsbeispiel 8255Betriebsart 0
8-Bit A/D-Wandler(Sukzessive Approximation)
Timing Diagramm
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Isolierte Ein-/Ausgabe (isolated I/O)
Ger
ade
Adr
esse
nU
nger
ade
Adr
esse
n
In der angegebenen Systemkonfiguration könnenWord- und Bytetransfers unter geraderund Bytetransfers unter ungerader Adressedurchgeführt werden.
Beispiele:1) Word-Transfer mit gerader Adresse:M/IO=L, A0=L, A6=H, /BHE=LIN AX,40H oder: IN AX,DX m it [DX]= 0040H
2) Byte-Transfer mit gerader Adresse:M/IO=L, A0=L, A6=H, /BHE=HOUT 40H,AL oder: OUT DX,AL m it [DX]= 0040H
3) Byte-Transfer mit ungerader Adresse:M/IO=L, A0=H, A6=H, /BHE=LIN AL,41H oder: IN AL,DX m it [DX]= 0041H
zu 1) A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 1 0 0 0 0 0 0
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EMC45-Parallel-I/O 21
EMC: Parallel-I/O Folie: 41 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
SN74LS138DECODERS/DEMULTIPLEXERS
Function TableFunctional Block- Diagrams and LogicQuelle: Texas Instruments
EMC: Parallel-I/O Folie: 42 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
SN74LS138DECODERS/DEMULTIPLEXERS
Schematics derInputs undOutputs
Symbole (alternative Darstellungen)
Quelle: Texas Instruments
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EMC45-Parallel-I/O 22
EMC: Parallel-I/O Folie: 43 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek BerlinTFH
SN74LS373, SN74LS374, SN74S373, SN74S374OCTAL D-TYPE TRANSPARENT LATCHES AND EDGE-TRIGGERED FLIP-FLOPS
Function Tables Logic Diagrams (positive logic)Quelle: Texas Instruments